Основные механизмы трансформации герминогенных опухолей

Обзор Ликунова Евгения Борисовича, студента 5 курса медицинского факультета
Мордовского Государственного Университета, г. Саранск.
Основные механизмы трансформации герминогенных опухолей в гематологические
осложнения при ВИЧ инфекции.
Гематологические нарушения на фоне вируса человеческого иммунодефицита
(HIV-1),
первоначально связаны с подгруппой клеток T-лимфоцитов, а затем и с другими клетками
гематопоэза. Морфологические изменения в костном мозге включают миелодиспластический
синдром на одной или более клеточных линиях. Острый миелоцитарный лейкоз у больных со
СПИДом, на фоне развития и трансформации герминогенных опухолей, как правило,
развивается в период манифестации заболевания (1). Клинические и лабораторные
показатели
оценивают
следующие
характеристики:
тип
HIV,
предшествующее
антиретровирусное лечение, количество CD4 клеток, уровни РНК HIV-1, сочетание ВИЧ с
вирусом
Эпштейн-Барра
(EBV),
цитомегаловирусом,
роль
экспрессии
небольшого
обязательного белка GTP- (Rho), а также уровни mRNA RhoA, RhoB и гена RhoC (2).
Антитела против белков закодированных человеческими внутренними ретровирусами
(K
семейные
гены
HERV)-последовательно
обнаружены
при
биопсии
опухоли
несеминомного подтипа, эмбриональной карциномы, хориокарциномы, спермацистной
семиномы, за исключением тератомы. Эти сведения, указывают на общий молекулярный
патогенез GCT и злокачественной GTD, при трансформации в лейкоз (3). Определение ДНК
гестационных
трофобластических
опухолей,
с
помощью
проточной
цитометрии
обнаруживают дипло или дипло/тетраплоидию специфических хромосом. Необычные
случаи, также связаны
с высоким риском развития хориокарциномы из которой
впоследствии может развиваться острый лейкоз (4).
При внутриклеточных нарушениях, в частности при повреждениях ДНК, происходит
фосфорилирование р53 по сайтам (Ser15, Ser20, Ser33), расположенным в районе связывания
с белком Mdm2. Такое фосфорилирование осуществляют специфические киназы (ATM, ATR,
и их мишени - чекпойнткиназы CHK1, CHK2), которые активируются в ответ на
разнообразные нарушения структуры ДНК. К большой группе генов-мишеней р53 относятся
гены, продукты которых регулируют морфологию и/или миграцию клеток. Например, р63
преимущественно экспрессируется в эмбриональных клетках, а также стволовых и
недифференцированных эпителиальных клетках взрослого организма, причем в виде
транскрипционно-неактивных ΔDN-форм. Предполагается, что экспрессия ΔDN-форм р63
обеспечивает недифференцированное состояние клетки. При нарушениях в гене
р63 у
мышей наблюдается пренатальная или постнатальная гибель эмбрионов вследствие развития
у них острого лейкоза. Известно, что при культивировании in vitro человеческие
эмбриональные клетки после 60-70 делений перестают размножаться и останавливаются,
преимущественно в G1 фазе клеточного цикла. Этого не происходит при заражении мышей
вирусами типа (HIV-1, HIV-2).
Данные последних лет предполагают, что HTLV-1 реже, чем инфекция, связанная с HIV,
приводит
к
возникновению
лейкозов.
Дальнейшая
характеристика
человеческих
ретровирусов, HTLV-1, в клетках HUT102, и клиническое описание синдрома HTLV-1
связывалось именно с
возникновением острого лейкоза. Клеточная линия HUT78 при
распространение HIV in vitro в H9 клетках в дальнейшем позволит лучше понять патогенез
возникновения лейкозов (5).
Роль вируса в возникновении эритролейкоза. Наиболее важные аспекты, могут быть вызваны
наличием
вируса СПИДа
при отсутствии
гена SFFV,
гликопротеина gp55. Этот гликопротеид экспрессируется
кодирующего мембрану
на поверхности мембраны
эритробластов, вызывая высокую митотическую активность. Следовательно, последствие
инфекции первоначально приводит к поликлональному эритробластозу. Чрезвычайно редкая
провирусная интеграция SFFV, тем не менее, приводит к тому, что
зараженный SFFV
эритробласт, митотически активизирован, и способен к безудержной пролиферации.
Перемещающиеся и динамические перегруппировки env гена, которые связаны
ретровирусным бластогенезом, также наблюдаются и
с
в FeLV-FAIDS и HIV. При этом
остается невыясненным как gp55 повышает митотическую активность эритробластов (6).
Человеческий иммунодефицитный вирус (HIV), способен поражать определенные клетки
гематопоэза, особенно моноцитарного и лимфоцитарного происхождения. Совсем недавно
появились сведения о поражении клеток мегакариоцитарного ряда, изучение HIV
проводились in vitro. Клетки спинномозговой жидкости легко заражались вирусом типа HIV
2 (HIV-2), вирус связывался с поверхностным антигеном CD4. Способность других типов
HIV-1 заражать CMK была существенно ниже, предлагая определенную тропность HIV к
мегакариоцитам. Иммунологические изменения приводили к нарушению регуляции
поверхностного антигена CD4, и экспрессии
мегакариоцит - связанных
белков
гликопротеина Ib и гликопротеина IIb/IIIa. Эти наблюдения подтверждают вероятность, что
трансформация в лейкоз чаще происходит из мегакариоцитарной линии (7).
Лейкемические клетки (CGL) и (AML) при ВИЧ, также оценивали по микротоксичности
сыворотки гликопротеина вируса (FLV gp71). Эти сыворотки определялись у больных с
острым миелолейкозом (AML), и
хронического лимфолейкоза (CLL), а также у
периферических лимфоцитов доноров. Аналогичные исследования
показывали, что
антигены в клетках AML обнаруженные иммунной сывороткой FLV не присутствует в
нормальных лейкоцитах и тромбоцитах. Это обусловлено основными внутренними p30
антигенами вируса, и РНК
герминогенной опухоли. Антигенные детерминанты,
обнаруженные цитотоксическими реакциями gp71 иммунной сыворотки FLV с клетками CGL
отличается от детерминант на FLV gp71. Данные в этом сообщении указывают, что клетки
герминогенных опухолей у больных AML обладают определенными антигенами мембраны,
которые взаимодействуют со структурными компонентами FLV как, например, p30 и gp71.
Анализ поверхностного маркера, проведенный в лимфоидных клетках, показывает связь
иммунодефицита с трансформацией злокачественных опухолей в лейкозы (8).
Случаи вторичного острого миелолейкоза (AML) с t(3;3) (q21;q26), наблюдались у больных с
(HIV) после антиретровирусной терапия (HAART). При этом кариотип t(3;3), наблюдался у
небольшого процента больных
с миелодиспластическим синдромом,
хроническим
миелолейкозом. Спорадические случаи AML сообщены у больных с HIV и без проведения
химиотерапии совместно с HAART. Несмотря на плохой ответ, комбинация химиотерапии с
HAART является элементом выбора у больных с HIV/AML (9).
Последние
наблюдения
предлагают,
что
основным
герминогенных опухолей при ВИЧ инфекции в
фактором
в
трансформации
острый лейкоз, является чрезмерная
митотическая стимуляция нормального герминогенного эпителий (10). Трансформационные
события включают несколько этапов. Семинома – временная стадия клональной эволюции,
связанная с высоким риском злокачественного перерождения
тератомы/несеминомы, все это подтверждается обнаружением
из злокачественной
ДНК (3.6N) семиномы,
занимающее промежуточное положение между ДНК (4.2N) эмбриональной карциномы, и
ДНК (2.8N) злокачественной тератомы/несеминомы. Далее за счет метастазов формируются
внегонадные несеминомы с высоким риском развития из них лейкозов.У больных с ВИЧ
инфекцией HIV-1 гликопротеин gp-120 является основным этиологическим фактором в
развитии нейробластомы и герминогенной опухоли внегонадной локализации. Рецепторы к
gp-120- инициируют пролиферацию клеток эмбриональной ткани in vitro и in vivo. Клетки
CHP100 нейробластомы, CXCR4 CCR5 рецепторы, взаимодействуют с gp-120, при этом
снижается цитотоксичность, и значительно повышается устойчивость. Для того, чтобы
начался процесс трансформации клеток эмбриональной ткани, вирус (HIV-1), должно занять
не только молекулу CD4, но и другие корецепторы, такие как CXCR4(LESTR/фузин) и
CCR5, при этом лиганды CXCR4 и CCR5 необратимо блокируют связь с гликопротеином
gp120 и корецепторами. Обнаружено, что клетки CHP100 экспрессируют как CXCR4, так и
рецепторы CCR5, предохраняя gp120- запрограммированную гибель клетки (11).
Онкофетальные
антигены, наиболее часто
обнаруживаются
при неопластических
нарушениях. Диагностика опухолей должна проводится in vivo, определение CD8+/HLADR(T-клетки), позволяет на раннем этапе начать своевременное лечение. FACS-анализ и
диагностика HIV инфекции, позволяет определить маркеры лимфоцитарной гиперактивации
такие как (HLA-DR, CD26, CD38, CD69, CD2R и/или CD30), а также структурные элементы
мембраны, например, beta-2m, sICAM-Я, sIL-2R/sCD25, sCD8, и некоторые факторы,
выделяющие плазмоцитами (неоптерин, лизоцим и/или катепсин D). Были протестированы
два потенциальных метода, регулирующих экспрессию CD8+ и HLA-DR+ T -клеток на
модели животного (12). У большинства больных со злокачественными герминогенными
опухолями с метастазами при HIV инфекции, обнаруживалось повышенное число HLA-DR+
CD38+T -клеток (T8), что во- первых было связано со снижением числа CD4 клеток, а во
вторых с поломкой в генетическом аппарате клеток (13).
Исследование ретровирусов на животных позволило понять
молекулярные механизмы
канцерогенеза (14). Причины развития (HTLV) T-клеточного лейкоза, связаны с вирусами
типа (HIV-1, HIV-2). С тех пор как в 1960 году было доказано, что ретровирусы могут
вызывать лейкемию, были обнаружены гены онкогенеза, такие как например, аналог rex
HLTV, и rev HIV и bel. Такие ретровирусные геномы получили название “внутренние
ретровирусы”(ERV). В определенные онкогены, часто встраиваются вирусные частицы,
примером является v-onc миелоцитомы, MC-29. Затем оказалось, что пусковым сигналом для
развития B-клеточной лимфоцитарной лейкемии, является вирус типа 4 (15).
T-клеточный лейкоз, получивший название (ATL)9,10, злокачественная опухоль из зрелых
T-клеток, экспрессирующих CD4; CD25. Считается, что вирус HLTV участвует в сложном
процессе онкогенеза, и является обязательным для
злокачественной трансформации.
Хромосомные аномалии, показывают нарушение в хромосому 7, в виде транспозиций 8; 14.
Кроме, того, часто обнаруживается геном HERV-K экспрессирующий при эмбриональной
карциноме, показывая связь развития T-клеточного лейкоза из герминогенной опухоли при
заражении вирусом HLTV (16).
Большинство опухолей возникают у больных с типом HIV-1, предполагается, что ген HIV-1,
является основным в трансформации герминогенных опухолей в лейкозные клетки, нарушая
при этом
ангиогенез, и апоптоз. Мутации в гене p130 и
RB2, приводят к появлению
большого числа клеток экспрессирующих pRb2/p130 в опухолях с высокой пролиферативной
активностью деятельностью. Результаты показывают, что эти два белка взаимодействуют in
vitro и in vivo, через участок p130 pRb2 не изменяя при этом статус фосфорилирования
pRb2/p130, но увеличивая при этом экспрессию на уровне
mRNA (17). Нарушения в
pRb2/p130 приводят к подавлению регуляции управления роста клеток, что, в конечном
счете, приводит к опухолевой прогрессии. Понимание основной информации может быть
важным для прогноза и осуществляющих будущих терапевтических режимов, Фактически,
спонтанное проявление HIV-1 лимфопролиферативных нарушений, в том числе и лейкозов,
как правило, возникает вслед за активной антиретровирусной терапией (18).
Генная терапия, за счет управления интеграцией ДНК, открывает новые перспективы в
лечении ретровирусных инфекций. Например, копирование компетентных рекомбинантных
пар нуклеотидов снижают частоту лейкозов. С целью снижения рекомбинации, производится
интеграция про-вирусной формы, что позволяет в дальнейшем выявлять на раннем этапе
больных, и начинать своевременное лечение (19).
Молекулярные триггеры DC активизации необходимые для индукции CD8 + включают
антитела и лиганды для CD40, например, LPS (TLR4) или CpG (TLR9) (20). В естественных
устойчивых ответах специфические CD4 клетки, реагируют с представленными молекулами
класса II главного комплекса гистосовместимости MHC на DC, вызывая экспрессию SPI-6 и
последующее DC апоптоз. Последние данные показывают, что новое мощное поколение
терапевтических противоопухолевых
вакцин состоящие из специфических комплексных
пептидов и комплексов CpG, являются эффективными в лечении.
Литература.
1. Hentrich MU, Black NG, Schmid P, Schuster T, Clemm C, Hertenstein RC. Testicular germ cell
tumors in patients with human immunodeficiency virus Infection. Cancer 1996;77:2109-17.
MEDLINE Abstract
2. Timmerman JM, Northfelt DW, Small EJ. Malignant germ cell tumors in men infected with the
human immunodeficiency virus: natural history and results of therapy.
J Clin Oncol 1995;13:1391-7. MEDLINE Abstract
3. Sobin LH, Wittekind Ch, editors. TNM Classification of Malignant Tumors. New York: WileyLiss, 1997.
4. Bernardi D, Salvioni R, Vaccher E, Repetto L, Piersantelli N, Marini B, et al. Testicular germ cell
tumors and human immunodeficiency virus infection: a report of 26 cases. J Clin Oncol
1995;13:2705-11. MEDLINE Abstract
5. Richman DD, Fischl MA, Grieco MH, Gottlieb MS, Volberding PA, Laskin OL, et al. The
toxicity of azidothymidine (AZT) in the treatment of patients with AIDS and AIDS-related complex:
a double-blind, placebo-controlled trial. N Engl J Med 1987;317:192-7. MEDLINE Abstract
6. Remick SC: The spectrum of non-AIDS-defining neoplastic disease in HIV infection. J Invest
Med 44:205-215, 1996.
7. Serraino D, Pezzotti P, Dorrucci M, et al: Cancer incidence in a cohort of human
immunodeficiency virus seroconverters. Cancer 79:1004-1008, 1997.
8. Palefsky JM, Barrasso R: HPV infection and disease in men. Obstet Gynecol Clin North Am
23:895-916, 1996.
9. Bernardi D, Salvioni R, Vaccher E, et al: Testicular germ cell tumors and human
immunodeficiency virus infection: A report of 26 cases. J Clin Oncol 13:2705-2711, 1995.
10. Hentrich MU, Brack NG, Schmid P, et al: Testicular germ cell tumors in patients with human
immunodeficiency virus infection. Cancer 77:109-116, 1996.
11. Gabutti G, Vercelli M, De Rosa M-G, et al: AIDS related neoplasms in Genoa, Italy.
Eur J Epidemiol 11:609-614, 1995.
12. Johnson CC, Wilcosky T, Kvale P, et al: Cancer incidence among an HIV-infected cohort. Am J
Epidemiol 46:470-475, 1997.
13. CDC: Update: Trends in AIDS incidence, deaths, and prevalence--United States, 1996. MMWR
46:165-173, 1997.
14. Goedert, J. J. (ed.), Infectious Causes of Cancer: Targets for Intervention, Humana Press,
Totoma, USA, 2000, pp. 1–498.
15. Hunter, E. et al., in Taxonomy of Viruses (eds van Regenmortal, M. H. V. et al., Academic
Press, New York, 2000, pp. 369-387.
16. Garson, J. A., Tuke, P. W. and Giraud, P., Lancet, 1998, 351, 33.
17. Tajima, K. and Takezaki, T., Cancer Surv. 1998, 33, 191-211.
18. Gessain, A. and de Thй, G., Adv. Virus Res., 1996, 47, 377–426.
19. Pauk, J. et al., New Engl. J. Med., 2000, 343, 1369-1377.
20. Davidovici, B. et al., J. Natl. Cancer Inst., 2001, 93, 194-202.
21. Sitas, F. et al., New Engl. J. Med., 1999, 340, 1863-1871.
22. Dupin, N. et al., Blood, 2000, 95, 1406-1412.